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REVISTA INGENIERÍA E INVESTIGACIÓN VOL. 28 No. 2, AGOSTO DE 2008 (15-21)

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Caracterización de los ladrillos constitutivos de un puente histórico en Popayán (Colombia)

Characterising a historical bridge’s bricks in Popayán (Colombia)

Jorge Alberto Galindo Díaz1, Andrés Mauricio Muñoz2 y Marisol Caicedo Muñoz3

RESUMEN El objetivo de este artículo es presentar los procedimientos y resultados del estudio y caracterización físico-mecánica y químico-mineralógica de los ladrillos empleados originalmente en un puente de arco de albañilería cuya cons-trucción data de la primera mitad del siglo XVIII, ubicado en la ciudad de Popayán, Colombia. Para ello se extraje-ron núcleos de las zonas bajas del puente a partir de los cuales se obtuvieron especímenes que fueron sometidos a diferentes pruebas de laboratorio. La caracterización físico-mecánica cuantificó valores relativos a peso seco, peso suspendido, peso saturado, porosidad, gravedad aparente, densidad aparente, y por último, valores de carga máxi-ma, resistencia a la compresión en frío y módulo de elasticidad. Los resultados obtenidos hacen ver la alta porosi-dad de los ladrillos y su baja capacidad resistente a esfuerzos de compresión. La caracterización químico-mineraló-gica se llevó a cabo mediante una combinación de pruebas que incluyeron difracción de rayos X (XRD), espectros-copia de fotoelectrones de rayos X (XPS) y espectroscopia infrarroja por transformada de Fourier (FTIR). Varios mine-rales encontrados permiten deducir la fuente del material crudo, así como verificar algunas características de la pro-ducción de ladrillo de la época en esta región. Tridimita, cristobalita, magnetita y carbonato de calcio son algunas de las fases formadas por las temperaturas alcanzadas en la cocción, mientras que la presencia de sulfato de pota-sio en una de las muestras da razón de características de producción de material para la construcción. La combina-ción de los análisis XRD y XPS suministra información sobre la temperatura de quemado y las nuevas fases minera-lógicas que aparecen al final de este proceso, mientras que FTIR permite comprobar la presencia de grupos funcio-nales OH y Si-O-Si, principalmente. Las características de estos ladrillos proporcionan datos valiosos para el propó-sito de restauración, formulando un nuevo ladrillo a partir del material crudo que se ajuste a los requerimientos de la construcción existente.

Palabras clave: ladrillos, características físico-químicas, propiedades mecánicas. ABSTRACT This article presents the procedures and results of studying the physical-mechanical and chemical-mineralogical cha-racterisation of the bricks originally used in a masonry arch bridge; the bridge was built in the first half of the 18th century in the city of Popayán, Colombia. Core-samples were thus extracted from the bridge’s lower area and sub-jected to different laboratory tests. Physical-mechanical characterisation quantified values related to dry weight, sus-pended weight, saturated weight, porosity, apparent gravity, apparent density and maximum load values, cold com-pression resistance and elasticity modulus. The results revealed the bricks’ high porosity and their low resistance to compression stress. Chemical-mineralogical characterisation involved a combination of tests including X-ray diffract-tion (XRD), X-ray photoelectron spectroscopy (XPS) and Fourier transformed infra-red spectroscopy (FTIR). Several mi-nerals found led to deducting the source of the raw material, as well as verifying some brick production characteris-tics of the time in the said region. Tridimite, cristobalite, magnetite and calcium carbonate were some of the phases formed by the temperatures reached while firing the bricks, while potassium sulphate presence in one of the samples conveyed the nature of the construction materials’ production characteristics. Combining XRD and XPS analysis pro-vided information about firing temperature and the new mineralogical phases appearing at the end of this process; FTIR proved functional OH and Si-O-Si group presence. These bricks’ characteristics provided valuable data for res-toration purposes, formulating a new brick from raw material complying with reconstruction requirements.

Keywords: brick, physical-chemical characteristic, mechanical property. Recibido: febrero 19 de 2008 Aceptado: junio 19 de 2008

1 Arquitecto, Universidad del Valle, Colombia. Doctor, Arquitecto, Escuela Técnica Superior de Arquitectura de Barcelona, España. Profesor Asocia-do, Universidad Nacional de Colombia, sede Manizales. [email protected], [email protected] 2 Ingeniero físico, Universidad Nacional de Colombia, sede Manizales. Estudiante de Ingeniería de Materiales y procesos, Universidad Nacional de Colombia, sede Medellín. [email protected] 3 Arquitecta Constructora, Universidad Nacional de Colombia, sede Manizales. Joven Investigadora" del Grupo de Trabajo Académico en Hábitat y Tecnología, Colciencias 2007, Universidad Nacional de Colombia, sede Manizales. [email protected]

CARACTERIZACIÓN DE LOS LADRILLOS CONSTITUTIVOS DE UN PUENTE HISTÓRICO EN POPAYÁN (COLOMBIA)

REVISTA INGENIERÍA E INVESTIGACIÓN VOL. 28 No. 2, AGOSTO DE 2008 (15-21) 16

Introducción

En Colombia la mampostería de ladrillo constituye una parte muy significativa de las técnicas de construcción presentes en edificaciones históricas. Sin embargo, ante las fuertes varia-ciones medioambientales, el incremento de la polución y la presencia de diferentes organismos vivos, en los últimos años parece haberse acelerado el nivel de deterioro entre los ladri-llos que las conforman, lo que hace necesario la sustitución de algunas de las piezas con el fin de mantener la integridad del edificio. Frente a esta situación, cobra importancia la ta-rea de determinar las propiedades físicas y la estructura mi-neralógica de los ladrillos pertenecientes a los edificios que hacen parte del patrimonio construido.

La investigación que soporta este artículo está enfocada a en-contrar y afinar las rutinas apropiadas para la caracterización de piezas cerámicas de tal manera que ellas puedan ser apli-cadas en el futuro a procesos de restauración de edificios his-tóricos a partir del estudio de caso que tiene por objeto el puente de arco de mampostería construido en Popayán (Co-lombia) en la segunda mitad del siglo XVIII.

La primera parte del artículo describe brevemente las carac-terísticas geométricas de la estructura con el fin de destacar sus dimensiones y con ello su carácter paradigmático en la arquitectura y la ingeniería de Colombia. La segunda parte explica los procedimientos llevados a cabo con el fin de co-nocer tanto las características físico-mecánicas de los ladrillos que constituyen el puente como su composición química a partir de una serie de pruebas de laboratorio aplicadas en muestras tomadas directamente del puente y establecer así patrones de referencia acerca de su comportamiento resis-tente, su estructura mineralógica y la temperatura de cocción de los ladrillos empleados originalmente en la construcción.

Las conclusiones finales recogen los resultados obtenidos o-freciendo un perfil bien determinado de los ladrillos origina-les.

El puente objeto de estudio

El puente de arco de ladrillo, sobre el río Cauca, en la ciudad de Popayán, fue construido entre 1769 y 1773 por maestros de obras locales (Galindo y Paredes, 2008). Tiene 153 m de longitud y 5,84 m de ancho. Cuenta con un arco principal de medio punto de 19,06 m de diámetro que salva el río de caudal variable, y tres arcos de nivelación (8,47 m - 9,00 m - 10,35 m de luz, respectivamente), todos de medio punto y que dan la pendiente a la calzada vehicular por el lado norte (Figura 1). La estructura fue construida enteramente en ladri-llos macizos de arcilla de dimensiones estandarizadas (40 x 20 x 10 cm) unidos con mortero de cal, aunque en la parte baja del arco principal se aprecian hiladas de piedra labrada.

Inspecciones visuales realizadas en 2006 y 2007 permitieron verificar que el puente no ha sido alterado por intervencio-nes estructurales recientes, con excepción de la restitución de la superficie de rodamiento en asfalto. Un revoque de la mampostería hecho con mortero de cemento tipo Portland en la primera mitad del siglo XX se encuentra en mal estado y sólo se mantiene en la parte superior de los tímpanos del puente (muros laterales). En el intradós de las bóvedas se evi-dencia un acelerado proceso de degradación de los ladrillos por meteorización del material arcilloso a causa de la perco-lación del agua lluvia, la exposición prolongada a la hume-dad ambiental y a la presencia de vegetación propia de las regiones tropicales que contribuye a la concentración de dis-tintos organismos vivos sobre las superficies del puente (Figu-ra 2).

Figura 1. Alzada del puente sobre el río Cauca, en Popayán, sobre la que se señalan los puntos de extracción de muestras. Dibujo: Muñoz (2007)

Caracterización de los ladrillos

Una vez se logró contar con la información histórica y el le-vantamiento arquitectónico del puente objeto de estudio, se procedió a la toma de muestras de sus materiales constitu-tivos (ladrillo y mortero) ubicados en la zona de los arcos y los tímpanos mediante la extracción de núcleos de 0,4 m de longitud y 0,051 m de diámetro, haciendo uso de un taladro extractor tipo Hilti modelo DDBCQ-S. Los puntos de donde se obtuvieron las muestras se señalan en la Figura 1. A partir

de ellas se cortaron los especímenes empleados en las rutinas de caracterización de propiedades mecánicas y estructura físico-química de las piezas de arcilla, que se describen a continuación.

Propiedades físico-mecánicas

Una primera rutina experimental tuvo por finalidad determi-nar las siguientes propiedades de los especímenes obtenidos: peso seco (D), peso suspendido (S) y peso saturado (W). El tamaño de los especímenes y los procedimientos siguieron

GALINDO, MUÑOZ, CAICEDO


las recomendaciones establecidas en la norma ASTM C20-00 (American Society for Testing and Materials, 2005): (a) cilin-dros cortados de los núcleos extraídos con medidas aproxi-madas a los 51 mm en diámetro y altura, y (b) cubos corta-dos de los núcleos con medida aproximada de 51 mm en ca-da arista. Los resultados obtenidos aparecen consignados en la Tabla 1.

Figura 2. Vista inferior de la rosca de uno de los arcos del puente sobre el río Cauca, en Popayán, en la que se aprecia el grado diferencial de deterioro de los ladrillos constitutivos. Foto: J. C. Muñoz (2007)

Tabla 1. Primera serie de datos obtenidos en la caracterización física de las muestras de ladrillo

Puente Muestra Peso Seco (D)(g)

Peso Suspendido

(S)(g)

Peso Saturado

(W)(g)

Sobre el río

Cauca en

Popayán

S1M1 S2M2

S4M1-1 S4M1-2 S5M1-1 S5M1-2 S5M1-3

120.6 115

219.4 235.2 189.4 193.4 196

75.3 69.4 133.4 143.4 115.1 117.7 119.2

150.7 145.9 277.2 293.7 238.0 242.6 246.5

Los valores correspondientes a volumen exterior (V), volu-men de poros abiertos y cerrados, porosidad aparente (P), absorción de agua (A) y gravedad específica aparente (T) y densidad aparente (B), fueron obtenidos analíticamente a partir de los datos arrojados experimentalmente conforme a la norma ASTM C20-00 (American Society for Testing and Materials, 2005). Estos resultados aparecen consignados en la Tabla 2.

Tabla 2. Segunda serie de datos obtenidos en la caracterización física de las muestras de ladrillo

A cada una de las muestras obtenidas se aplicó un conjunto de pruebas en el Laboratorio de Resistencia de Materiales de la Universidad Nacional de Colombia, sede Manizales, si-guiendo las recomendaciones de la norma ASTM C133-97 (American Society for Testing and Materials, 2004). A través de ellas se logró la obtención de los siguientes datos significa-tivos: (a) resistencia a la compresión en frío, y (b) módulo de elasticidad. La prueba de resistencia a la compresión en frío se hizo mediante el uso de una prensa multiusos sistematiza-da PS-27-1. La lectura que mostró el equipo utilizado deter-minó los valores contenidos en la Tabla 3.

Tabla 3. Resultados de la prueba de compresión en frío

Puente Muestra Carga

Máxima (kN)

Resistencia a la

Comprensión en Frío (Mpa)

Módulo de

elasticidad (Mpa)

Sobre el río

Cauca en

Popayán

S1M1 S2M2

S4M1-1 S4M1-2 S5M1-1 S5M1-2 S5M1-3

7.96 7.89 29.58 19.57 6.92 21.29 10.88

5.07 4.94 9.19 6.04 2.78 7.53 4.14

208.30 96.58 232.88 144.66 87.48 171.85 89.67

Los resultados de la caracterización física señalan que los la-drillos del puente presentan una alta porosidad (39,4–40,4 %), lo cual no siempre puede ser una característica propia de la muestra original sino que puede estar relacionada con el natural desgaste físico y las condiciones medioambientales.

A pesar de la heterogeneidad propia de las unidades de ar-cilla comunes a los edificios históricos, en el puente del Cau-ca no existe una gran dispersión de los valores correspon-dientes a gravedad específica aparente (T) y densidad apa-rente (B), lo cual puede asociarse con las tradiciones cons-tructivas locales de corte artesanal que seguían pautas de ac-ción más o menos fijas. Sin embargo, los resultados de las pruebas de resistencia a la compresión evidencian rangos muy bajos (2,78–9,19 MPa) en relación con lo establecido por la norma ASTM C62-00 (American Society for Testing and Materials, 2000), según la cual, en severas condiciones ambientales el ladrillo macizo debe presentar una resistencia a la compresión de al menos 21,1 MPa.

Pese a su baja capacidad resistente, el deterioro de los ladri-llos no se produce a causa de los esfuerzos de compresión. Las inspecciones visuales llevadas a cabo permitieron deducir

que las áreas más afectadas se encuentran en las fronte-ras de la estructura y proba-blemente a causa de la incompatibilidad de las jun-tas de mortero con los la-drillos, a lo que se suma el efecto de la percolación del agua al cabo de muchos a-ños.

Puente Muestra Volumen exterior (V)(cm3)

Volumen poros

abiertos (cm3)

Volumen poros

cerrados (cm3)

Porosidad aparente

(P)

Absorción de agua

(A)

Gravedad específica aparente

(T)

Densidad aparente

(B)

Sobre el río

Cauca en

Popayán

S1M1 S2M2

S4M1-1 S4M1-2 S5M1-1 S5M1-2 S5M1-3

75.4 76.5 143.8 150.3 122.9 124.9 127.3

30.1 30.9 57.8 58.5 48.6 49.2 50.5

45.3 45.6 86.0 91.8 74.3 75.7 76.8

39.9 40.4 40.2 39.9 39.5 39.4 39.7

25.0 26.9 26.3 24.9 25.7 25.4 25.8

2.66 2.52 2.55 2.56 2.55 2.55 2.55

1.60 1.50 1.53 1.56 1.54 1.55 1.54



Caracterización químico–mineralógica

El proceso de caracterización químico-mineralógica se efec-tuó en el Laboratorio de Física del Plasma de la Universidad Nacional de Colombia, sede Manizales, mediante la aplica-ción de un conjunto de pruebas cuyos resultados, en conjun-to, permiten obtener una precisa descripción de la estructura química de los ladrillos que constituyen el puente de Po-payán.

Inicialmente, técnicas de análisis SEM fueron empleadas so-bre dos tipos de muestras tomadas de la base del arco prin-cipal del puente: la primera en estado natural cubierta super-ficialmente por una capa orgánica, y la segunda en forma de pastilla extraída del interior de la muestra original. Las Figuras 3a y 3b, relacionadas a su vez con la tabla 4, fueron obteni-das del análisis de la muestra en estado natural.

a.

b.

Figura 3. a). Análisis SEM/EDX de la superficie de la muestra. b). Análi-sis SEM/EDX de la superficie de la muestra a varios micrómetros de dis-tancia del anterior

Los resultados dejan ver al carbono como el elemento más significativo de la muestra (41,93% y 40,01% del peso total de la muestra y 50,92% y 48,67 % del porcentaje atómico) debido a la presencia de componentes orgánicos en su superficie. Le siguen en nivel de presencia, el oxígeno y el sí-lice, característica propia de los materiales arcillosos, aunque el primero de ellos se encuentra en mayor proporción de-

bido a la presencia de óxidos de hierro. El hierro compone la magnetita y el aluminio, así como elementos que se encuen-tran en menor proporción (Mg, Ca, Na entre otros), confor-man algunos minerales que también integran la muestra.

Tabla 4. Cuantificación del análisis SEM/EDX de la superficie de la muestra

Figura 3a Figura 3b Elemento

Wt %* At%** Wt %* At %** CK NK OK NaK MgK AlK SiK PK SK KK

CaK TiK FeK

41,93 09,35 37,08 00,46 00,40 02,91 04,85 00,10 00,44 00,17 00,08 00,08 02,14

50,92 09,73 33,81 00,29 00,24 01,57 02,52 00,05 00,20 00,06 00,03 00,03 00,56

40,01 08,43 40,54 00,36 00,44 03,11 05,25 00,12 00,26 00,15 00,11 00,07 01,15

48,67 08,80 37,03 00,23 00,26 01,69 02,73 00,06 00,12 00,06 00,04 00,02 00,30

(*) Porcentaje con relación al peso total de la muestra. (**) Porcentaje con relación al peso atómico de la muestra.

Las Figuras 4a y 4b, relacionadas directamente con la Tabla 5, muestran las intensidades representativas de los elementos que componen la muestra en forma de pastilla extraída del interior de la muestra original.

Tabla 5. Cuantificación del análisis SEM/EDX de la superficie de la muestra

Figura 4a Figura 4b Elemento

Wt % At% Wt %* At %** CK OK NaK MgK AlK SiK

MoL KK

CaK TiK FeK

11,09 40,31 01,87 01,03 13,74 23,94 02,98 00,45 00,57 00,55 03,47

18,25 49,81 01,61 00,84 10,07 16,85 00,61 00,23 00,28 00,23 01,23

11,10 40,63 01,82 01,04 13,68 23,42 03,11 00,50 00,56 00,53 03,61

18,27 50,17 01,57 00,84 10,01 16,47 00,64 00,25 00,28 00,22 01,28

Es apreciable ahora la disminución del porcentaje de carbo-no con respecto a la muestra natural (de 41,93% y 40,01% a 11,09% y 11,10%) dado que en ella ha desaparecido la parte orgánica en la superficie. De forma contraria, el contenido de silicio se incrementa de 4,85% y 5,25%% a 23,34% y 23, 42% en el peso total de la muestra, al igual que el del oxí-geno, que aumenta acercándose muy levemente al conte-nido elemental del material utilizado en la fabricación de cerámicas.

También mediante el análisis SEM/EDX fue posible obtener imágenes de alta calidad donde se ponía en evidencia la presencia detallada de agentes biológicos depositados sobre las superficies de los ladrillos. La micrografía con magnifica-ción de 326x (figura 5) deja ver algunas hifas y la formación de micelio del hongo que ha crecido en la superficie de la



muestra de ladrillo por su exposición al ambiente durante un largo periodo de tiempo. La alta porosidad de los ladrillos fa-cilita la presencia de estos organismos.

a.

b.

Figura 4. a). Análisis SEM/EDX del interior de la muestra. b). Análisis SEM/EDX de la superficie de la muestra a varios micrómetros de distancia del anterior

Figura 5. Micrográfica SEM/EDX (326x) de la parte orgánica en la superficie de la muestra M2. Fuente: Laboratorio de Física del Plasma, Universidad Nacional de Colombia, sede Manizales.

Por su parte, la composición mineralógica de varias de las muestras fue determinada mediante pruebas de difracción de rayos X, usando un difractómetro Bruker AXS D8 con el fin de predecir no solo el origen del la materia prima sino también las condiciones a las que ha sido sometida en la pro-ducción de material para la construcción y en su exposición

a las condiciones atmosféricas (Moropoulou et al., 2002). Los resultados de esta prueba se recogen en la Tabla 6.

Tabla 6. Cuantificación de las fases cristalinas presentes en las muestras a través de la técnica XRD

Compuesto

% de compuestos

en Ref. 7151

% de compuestos

en Ref. 7152

% de compuestos

en Ref. 7153

Quartz,low Trydimite

Cristobalite,low Hematite

Palgorskyte Anorthite Muscovite Barrerite

Sulfato Potasio

17.59 -

52.98 -

6.64 0.47 22.30

- -

24.98 -

45.57 3.89 9.6 6.7 - -

9.26

4.28 27.46 44.2

- 4.07 15.08

- 4.91

-

Todas las muestras de ladrillo manifiestan la presencia de fas-es cristalinas en diferentes proporciones de cuarzo, cristobali-ta, paligorsquita y anortita. La presencia elevada de cuarzo en la muestra identificada con el número 7152, asociada co-lor oscuro de esta y la combinación de cristobalita puede a-tribuirse a la presencia de partículas de cuarzo de gran tama-ño (Rice, 1987). La presencia de cristobalita, asociada al co-lor naranja de los ladrillos, indica temperaturas de quemado de al menos 1.200°C (Moropoulou et al., 2003).

La anortita es un feldespato cálcico formado por la interac-ción de los residuos de la descomposición de la calcita (CaCO3) y los minerales arcillosos en el proceso de cocción de la materia prima al lograr esta una temperatura aproxima-da a los 900 °C, razón por la que puede pensarse en una temperatura no superior a 1.000°C en la quema de la mues-tra analizada (Cardiano et al., 2004). La presencia de la he-matita, que aparece bajo temperaturas cercanas a los 850°C, es el indicador más valioso de su temperatura de quemado.

La presencia de grupos funcionales de algunos de los com-puestos mineralógicos presentes en las muestras de ladrillo se establecieron a partir de medidas de espectroscopia infrarro-ja por transformada de Fourier obtenidas con el espectróme-tro Spectrum BX FT-IR System Perkin Elmer BX2.

La Figura 6 contiene el espectro comparado de las tres mues-tras analizadas. A partir de ella es posible afirmar que las ban-das entre 3.200 cm-1 - 3.600 cm-1 con máximo en 3.424,09 cm-1 se atribuyen a las vibraciones del grupo funcional OH del H2O introducida en algunos minerales durante su forma-ción y exposición al ambiente (Sheila et al., 2006). La banda entre 1.100 cm-1 y 1.000 cm-1 con máximo en 1.091,99 cm-1 se atribuye al enlace Si-O-Si presente en la estructura de los filosilicatos en la muestra; además este pico es característico del mineral arcilloso anortita. Entre 780 cm-1 y 800 cm-1 se registra una banda con su máximo en 794,73 cm-1 que re-presenta la contribución del cuarzo a la muestra.

Se establecieron también medidas de XPS para análisis quí-mico superficial cualitativo de cada una de las muestras ha-ciendo uso de un sistema Thermo VG Escalab 250. Las



muestras se sometieron a alto vacío por un espacio de tiem-po de 0,5 horas, previo a la obtención de los espectros. Se han logrado espectros amplios sobre todo el rango espectral del instrumento (0 a 1200 eV). Después de un ataque iónico de 100 sg con el fin de hacer una limpieza superficial a las muestras se obtuvo cada uno de los espectros. El ataque se realizó con una corriente iónica de 3 uA y 3Kv de potencia. Los resultados se recogen en la Tabla 7.

Figura 6. Espectro FT-IR de las muestras de ladrillo del puente Popayán. Porcentaje de transmitancia en unidades arbitrarias en función del nú-mero de onda característico de los modos de oscilación que registran las diferentes moléculas presentes la muestra en interacción con el infrarro-jo. Fuente: Laboratorio de Física del Plasma, Universidad Nacional de Colombia, sede Manizales.

Tabla 7. Cuantificación de los componentes presentes en las muestras a través de la técnica de espectroscopia de fotoelectrones de rayos X (XPS)

Compuesto

% de compuestos

en Ref. 7151

% de compuestos

en Ref. 7152

% de compuestos

en Ref. 7153

SiO2 Fe3O4 Al2O3

CaCO3 Anortita Caolita

Cão CaCl2

Al(OH) Al Metálico

CH C-C

C=O C-O

Grafito

19,18 4,61

- - -

11,79 5,07

- - - -

14,5 17,91 14,5

-

26,37 6,35 8,46 10,41

- - -

2,51 10,68 3,24

- 4,82

- 12,4 6,83

31,18 5,83

- -

8,51 6,04

- - - -

0,43 4,04 9,45 29,59

-

Dos fases de hierro férrico (Fe+++) quedan en evidencia por los análisis XPS y XRD de la Ref. 7152. La fase cristalina de la hematina (Fe2O3) se muestra a través del análisis XRD, mien-tras, la magnetita (Fe3O4) la manifiesta el análisis XPS en un 6,35%, lo que lleva a pensar que esta muestra fue cocida a una temperatura mayor a los 1.050°C, la cual está registrada como la temperatura de cambio de fase de hematita a mag-netita, hecho además comprobado por la presencia de cris-tobalita en esta misma muestra. Es la misma presencia de magnetita la que le confiere el color marrón que caracteriza

a este tipo de muestra, corroborando el análisis previo por inspección visual.

El análisis XPS muestra un 26,37% de SiO2, siendo la repre-sentación del total de la sílice que se encuentra haciendo parte de la Ref. 7152. De otro lado, el análisis XRD permite evidenciar un 75,55% de este mismo compuesto integrando la muestra analizada; la diferencia es que este permite apre-ciar dos fases cristalinas en diferentes proporciones (el cuarzo

bajo en un 24,98% y la cristobalita bajo en un 45,57%).

El carbonato de calcio (CaCO3 en un 10,41%) y el cloruro de calcio (CaCl2 en un 2,51%) tam-bién son puestos en evidencia gracias al análisis XPS, así como diferentes compuestos carbona-dos como el grafito (en un 6,83%) y enlaces C-C (4,82%), que responden muy posiblemente a la presencia de lignito, materia orgánica que normalmente se encuentra asociada a las arci-llas, formado tras la descomposición vegetal. El bajo grado de concentración de los carbonatos

se puede asociar a su baja capacidad mecánica: se sabe que ellos tienen una positiva influencia en la textura de los ladri-llos quemados a bajas temperaturas favoreciendo un alto gra-do de vitrificación y alta resistencia a los esfuerzos de com-presión (Elert et al., 2003).

Conclusiones

Conociendo las características composicionales de los mate-riales utilizados para la construcción de edificios históricos, el proceso mediante el cual se obtienen este tipo de materiales y las condiciones medioambientales a las que ha estado so-metido el edificio, es posible pensar en métodos que permi-tan una valoración detallada, acciones de mantenimiento o rehabilitación e incluso la fabricación de piezas de restitución compatibles con las originales. Sin embargo, ello demanda un estudio de las condiciones particulares de cada caso.

En edificios históricos existentes en América Latina, el ladrillo es uno de los materiales más extensamente usados, por lo que se hace necesario adelantar estudios locales orientados a un mejor conocimiento de sus propiedades físico–mecánicas y físico–químicas, especialmente si se tiene en cuenta que está expuesto a duras condiciones medioambientales causan-do niveles de descomposición muy diferentes.

La combinación simultánea de técnicas de análisis sobre muestras extraídas directamente de la estructura original pa-rece ser entonces el camino confiable para obtener una in-formación más o menos precisa acerca de sus materiales constitutivos. La investigación histórica enriquece la percep-ción del contexto en el que se levanta el edificio patrimonial. Las pruebas físico–mecánicas permiten identificar, entre otras cosas, el grado de porosidad de las piezas y su capacidad de resistencia a la compresión, lo que a su vez se asocia con el grado de permeabilidad y su nivel de vitrificación.



Sin embargo, ambos datos por sí solos pueden ser insuficien-tes. Las pruebas SEM/EDX dan cuenta de las diferencias com-posicionales más importantes entre las capas exteriores e in-teriores de las muestras. El análisis XRD suministra valiosa in-formación acerca de los componentes mineralógicos y las fa-ses cristalinas presentes en las muestras, aunque sus resulta-dos pueden llegar a ser sobrevalorados: hay que tener siem-pre presente que la composición de los ladrillos históricos se afecta a causa de los procesos de alteración de las materias primas. Finalmente, el análisis FT-IR permite el análisis cuali-tativo y cuantitativo relativo a la concentración de los com-ponentes de los ladrillos.

A partir del conocimiento detallado del material es posible entonces proponer medidas de reparación, conservación y reemplazo. Sin embargo, encontrar un ladrillo de restitución que iguale las propiedades físicas y químicas de los ladrillos históricos puede ser una tarea compleja que requiere ade-más de un proceso iterativo de tipo experimental a partir de los datos obtenidos por los medios aquí descritos.

Agradecimientos

Los autores quieren dejar constancia de sus agradecimientos al profesor de la Universidad Nacional de Colombia, sede Manizales, físico Alfonso Devia Cubillos †), por su respaldo al desarrollo de esta investigación..

Bibliografía

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